FreeBSD系統啟動過程(轉)

FreeBSD系統啟動過程(轉)[@more@]

　　當使用安裝程式Sysinstall完成了系統安裝和基本配置任務之後，系統需要重新啟動。在系統從硬碟上重新啟動之後，一個完好的FreeBSD系統就展現在使用者面前了。系統將出現登入提示，允許使用者登入進入FreeB SD作業系統。

　　Unix是一種多使用者、多工的作業系統，它支援並能管理多個使用者使用系統，其使用者分為普通使用者和管理員兩類。普通使用者只能使用系統提供的具體應用功能，而只有管理員才能更改系統的配置、維護整個系統。FreeBSD系統的擁有者不但是僅僅使用系統的普通使用者，同樣也是整個系統的管理員，要負責系統維護的任務。

　　Unix下系統維護的任務具有相當大的伸縮性，按照不同的系統的要求，可以非常簡單，僅僅使用系統初始提供的管理策略即可，也能是一種相當複雜的任務，對訪問的客戶進行更嚴格、更全面的限制。無論如何，FreeBSD的使用和維護都是一件富有挑戰性的任務。

• 系統的啟動與關閉

　　不象個人計算機上的其他幾種作業系統，FreeBSD被設計為一種可以永久執行的系統，正常情況下不需要也不應該頻繁的啟動和關閉。然而，FreeBSD的啟動過程從計算機系統自檢到載入FreeBSD系統核心，其中經過了幾個不同的階段，這些階段的操作都涉及到系統維護，因此相當重要，需要系統管理員加以瞭解。同樣，由於FreeBSD是一個多使用者系統，在後臺執行著相當多對系統而言非常重要的程式，系統關閉時就需要首先關閉這些程式，因而FreeBS D的關閉過程也必須按照一定的要求來操作，否則就會對系統造成破壞。

• 系統啟動過程

  　　普通個人計算機的啟動過程相當簡單，首先是系統BIOS自檢，自檢之後將載入啟動硬碟上的主引導區，由主引導區上的載入程式再載入具體作業系統。標準的主引導區將按照啟動分割槽的設定，引導該分割槽上的作業系統，FreeBSD也可以使用這種方式。但更常見的引導FreeBSD的方式，是使用FreeBSD Boot Manager，來管理和負責引導包括FreeBSD在內的多個作業系統。

  • 多作業系統載入程式

  　　按照計算機啟動硬碟第一個扇區的系統主載入程式的不同，計算機有不同的啟動過程。FreeBSD最常使用 FreeBSD Boot Manager，它可以讓使用者在系統中共存的不同作業系統進行選擇。

  　　如果使用了Boot Manager用於多作業系統的引導，則系統自檢後首先進入Boot Manager的引導介面。

  　　F1: FreeBSD

  　　F2: Dos

  　　F5: Disk 2

  　　Default F1

  　　Boot Manager使用計算機的功能鍵來啟動各個分割槽的作業系統，使用F1將啟動第一個分割槽wd0s1 上的作業系統，F2啟動wd0s2，F3對應wd0s3，等等，F5啟動另一個硬碟上主引導區的載入程式。這樣可以在第二個磁碟上也安裝Boot Manager，由它來引導自己硬碟上各分割槽的作業系統。只有在分割槽的確存在的情況下， Boot Manager才顯示相應的啟動熱鍵，並從分割槽的型別判斷它是那種作業系統。在使用者選擇了某個選項，或者經過了一定的延遲時間之後，Boot Manager就啟動FreeBSD系統。

  　　使用Boot Manager作多作業系統引導需要注意的是：一旦在這臺計算機中重新安裝Dos/Windo ws系統，則主引導區就被重寫，需要重新安裝BootManager。

  　　當不想使用Boot Manager引導系統，而打算回到標準引導區的方式（不再需要引導多作業系統）時，可以使用DOS程式fdisk.exe來恢復主引導區的內容。也可以使用FreeBSD的sysinstall程式來重新安裝標準主引導區。

  　　A:> fdisk /mbr

  　　但是，Boot Manager仍然使用BIOS呼叫來獲得分割槽上的資料，由於BIOS只能訪問硬碟1024 柱面內的分割槽，因此FreeBSD的引導分割槽必須在1024柱面以內才能正常啟動系統。新的BIOS中使用LBA等方式對硬碟資料進行了重新對映，來避免這個問題。然而就需注意不能隨意更改BIOS中的硬碟對映方式不可隨便更改，必須與硬碟進行分割槽時的設定一致，否則BIOS就不能正確找到以前設定的分割槽。

  • boot loader

  　　無論是標準載入程式，還是FreeBSD Boot Manager，都將載入FreeBSD基本分割槽的第一個扇區，這裡放置著FreeBSD的啟動程式Boot Block，它將載入FreeBSD檔案系統中的boot l oader程式，不需進行任何操作，boot loader程式將引導系統核心來啟動系統。但在這個過程中也可以中斷自動啟動程式，進入互動模式，從而更改啟動核心、進行硬體設定、甚至提供了選擇不同的boot loader程式的機會。

  　　FreeBSD 3.1-release中更新了系統的boot loader程式，這個新boot loa der程式與FreeBSD 2.2.x和3.0版本使用的boot loader不同，升級的原因之一是老版本的b oot loader不能啟動ELF格式的核心,此外新版本的boot loader功能更強大。因此老版本的boo t loader的行為與下面描述的不同。

  　　通常沒有必要改變Boot Loader，如果要更改使用的Boot Loader程式，就要在啟動螢幕最先印出一個簡單的斜線 “/” 時，在幾秒時間內按下空格鍵，否則啟動過程將略過這個步驟，直接進入下一步。如果按下空格，則系統將出現boot提示符。

  　　/

  　　>>FreeBSD/i386 BOOT

  　　Default: 0:wd(0,a)/boot/loader

  　　boot:

  　　此時輸入 “?” ，可以列出對應的硬碟分割槽中根目錄下的所有檔案。這時可以在boot提示符下輸入另一個b oot loader程式，啟動該boot loader程式，也可以直接輸入某個核心檔名，從而略過boot l oader而直接啟動相應的核心。然而，透過boot loader能完成更多的任務，包括進行硬體資源設定。

  　　此時也可以列出、選擇不同的硬碟分割槽上的不同啟動檔案，正如之前的提示資訊，0:wd(0,a)用於一個包含 FreeBSD根檔案系統的子分割槽，其中第一個0為硬碟控制器的序號，而wd(0,a)為硬碟分割槽wd0a，根據硬碟分割槽情況，這對應第一個UFS分割槽上的根檔案系統。而後面可以跟隨目錄和檔名，以及可以使用？來列出目錄下的檔案，當然選擇啟動核心的任務可以在boot loader內部中更好的完成，一般情況下不需要進入這個階段改變boot loader程式。

  　　此後系統將進入Boot Loader程式中，由Boot Loader將核心/kernel和核心模組載入記憶體，接著Boot Loader就等待10秒間隔，在這個時間內可以讓使用者按下了除回車之外的其他任意鍵，進入Bo ot Loader的互動模式。

  　　/

  　　BTX loader 1.00 BTX version is 1.01

  　　Console: internal video/keyboard

  　　BIOS drive A: is disk0

  　　BIOS drive C: is disk1

  　　BIOS drive D: is disk2

  　　FreeBSD/i386 bootstrap loader, Revision 0.5 638/64512kB

  　　(wb@email.online.ha.cn, Web Mar 3 02:54:38 CST 1999)

  　　/kernel text=0x1697f2 data=0x168d0+0x1f17c syms=[0x4+0x1eb70+0x4+0x2014a]

  　　/modules/splash_bmp.ko text=0x1025 data=0xc+0x634 syms=[0x4+0x400+0x4+0x213]

  　　Hit [Enter] to boot immediately, or any other key for command prompt.

  　　Booting [kernel] in 8 seconds...

  　　Type ‘?’ for a list of commands, ‘help’ for more detiled help.

  　　disk1s3a:>

  　　新的Boot Loader使用BIOS的硬碟表示順序，沒有區分SCSI硬碟da和IDE硬碟wd，而直接使用disk0、disk1、disk2按BIOS中的順序表示硬碟。本例中的提示符為disk1s3a，由於本例中使用的硬碟為IDE介面，因此這實際就代表wd1s3a分割槽。

  　　在boot loader提示符下有很多相當有用的命令，例如使用ls命令可以列出disk1s3a中各級目錄下的檔案，使用lsdev可以列出當前核心中的裝置驅動，使用lsmod可以列出已經載入的核心模組，使用load 可以載入另外的需要載入的核心模組，使用autoboot可以在給定時間之後啟動系統，而使用boot命令可以立即啟動系統核心，或者使用pnpscan命令掃描當前系統中的PNP卡。一般boot命令比較常用，例如使用 “boot -s” 命令，將啟動系統並進入單使用者模式，在這個模式下可以執行系統維護任務。通常由於只有可以信任的管理人員才能訪問控制檯，因此預設狀況下進入單使用者模式不需要使用口令認證。

  　　在boot命令之後使用其他核心名字作引數，用來使用預設核心/kernel之外的其他核心來啟動系統。每個 FreeBSD系統都至少具備一個備用的通用核心kernel.GENERIC，在當前系統核心被破壞的情況下可以使用它來啟動系統。因此在載入程式被破壞而系統完好的情況下（通常是由於重新安裝了Windows的原因），可以使用安裝軟盤或光碟啟動，進入Boot Loader的互動模式，選擇硬碟上的核心啟動，然後進行修復而不需要重新安裝。當在boot loader提示符下使用 “boot -c” 命令，在其後的啟動過程中將進入UserConfig中，用於對核心中的硬體資源引數進行配置。與系統初始安裝時進入UserConfig的方式不同，這將直接進入User Config的命令列模式，核心將出現UserConfig的提示符：

  　　config>

  　　此時可以使用help命令查詢可以使用的UserConfig命令，如果輸入visual指令，表示使用vi sual方式配置系統硬體，則會進入UserConfig的全螢幕介面，否則就使用這個命令列方式進行硬體引數配置。命令列模式中可以使用ls命令列出不同的裝置驅動程式，使用irq、drq、iomem等命令檢視硬體的相應資源設定。

  　　命令列模式比全螢幕介面更強大的地方是能夠對ISA PNP裝置進行控制，這是透過pnp命令進行的。當IS A PNP卡由BIOS分配資源的時候，核心能以非PNP的驅動去探測它，這也是為何要在BIOS中關閉相關的PNP 選項的原因。但如果在編譯核心支援了PNP控制器，也可以在BIOS中設定為由OS（即FreeBSD）來管理硬體資源，這就需要使用pnp命令手工為ISA PNP硬體分配資源，以便非PNP的驅動能檢測並正確設定資源。但是手工設定要求對PNP卡硬體相當瞭解，否則還是讓BIOS來完成資源的分配更為適合。

  　　當退出UserConfig之後，或者在boot loader的互動模式下執行了boot命令，或者在bo ot loader提示進入互動模式的時候10秒鐘內沒有任何輸入，則boot loader就會載入核心，並自動將控制權交給已經載入的FreeBSD核心程式，由核心探測計算機中的各個硬體，並將探測結果列印到螢幕上。使用鍵盤右上角的Pause鍵可以暫停螢幕輸出，並可以使用Page Up，Page Down鍵上下滾動螢幕上的資訊進行檢視，最後再使用一次Pause鍵將開啟螢幕輸出，繼續系統啟動過程。核心的啟動資訊也可以在登入系統之後使用dmesg 命令檢視。

  　　FreeBSD 3.0以前的FreeBSD版本使用的Boot Loader為一個較老的版本，因此提示資訊與命令輸入方式也略有不同，但基本實現同樣的功能，舊Boot Loader程式的提示符直接就為 “boot:” ，可以直接輸入 “-s” 、 “-c” 等引數進入單使用者模式或進入UserConfig。啟動時boot loa der都會在螢幕上列印提示資訊，解釋了基本用法和具體引數對應的含義。

  　　FreeBSD 3.1之後可以設定系統啟動標誌圖象（如同Windows9x的啟動標誌），那麼核心的探測資訊就不會顯示在螢幕上，而是被這個啟動圖象遮住。